浅谈大体积混凝土施工的质量控制
大体积混凝土施工是电力建设工程项目中比较常见的施工工序。由于水泥水化热引起混凝土浇筑体内部温度剧烈变化，使混凝土浇筑体早期塑性收缩和混凝土硬化过程中的收缩增大、混凝土浇筑体内部的温度及收缩应力剧烈变化，而导致混凝土浇筑体或构件发生裂缝的现象并不罕见，所以为确保工程质量，在大体积混凝土施工中，控制混凝土内外温差是质量控制的关键。下面结合相关规程规范及自己对大体积混凝土施工管理的实践和认识，提出以下见解：
一、一般定义及温控要求：
1、大体积混凝土：一般认为，混凝土构件实体最小几何尺寸不小于1m、混凝土浇筑方量在200m3以上的大体量混凝土构件，称为大体积混凝土。
2、混凝土温度定义：
①、混凝土里表温差：混凝土浇筑体中心与混凝土浇筑体表层温度之差。
②、混凝土表层温度：为混凝土外表以内50mm处的温度。
③、混凝土底部温度：为混凝土浇筑体底面上50mm处的温度。
3、温控指标宜符合下列规定：
①、混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升绝对值不宜大于50℃；
②、混凝土浇筑块体的里表温差不宜大于25℃；
③、混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d。
④、混凝土浇筑体表面与环境（覆盖层下）温差不宜大于20℃。
⑤、混凝土每延米的温降梯度不宜大于15℃。
二、大体积砼产生裂缝的原因
混凝土在水泥水化热释放时引起的温度应力和温度变形。水泥在水化过程中产生了大量的热量，由于厚大体积混凝土内部温度难以及时散出，从而导致混凝土内部的温度升高，当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。混凝土内外温差与温度应力成正比，温差越大，温度应力越大，当温度应力超过混凝土自身的约束力时，就会产生温度裂缝。混凝土内部的温度跟混凝土的厚度、水泥用量、拌制混凝土各材料初始温度、浇筑环境温度等有关，混凝土越厚大、水泥用量越大、原材料及环境温度越高或越低，混凝土内外温差就越大。防止混凝土出现裂缝的关键就是通过控制好以上几个因素，从而控制好混凝土内部与表面的温差。
另外混凝土的收缩变形也容易使混凝土产生干缩裂缝：混凝土中的80％水分要蒸发，约20％的水分是水泥硬化所必需的。而最初失去的自由水分几乎不引起收缩，随着混凝土的陆续干燥而使吸附水逸出，就会出现干燥收缩，而表面干燥收缩快，中心干燥收缩慢，由于表面的干缩受到中心部位混凝土的约束，因而在表面产生拉应力而出现裂缝。
三、主要质量控制措施
1、对施工方关于大体积砼施工的专项方案进行审查，重点审查以下内容：
（1）、材料要求和配合比设计。
（2）、混凝土的搅拌、运输和浇筑方案。
（3）、混凝土的保温措施。
（4）、养护措施。
（5）、混凝土的测温措施。
2、优化混凝土配合比
大体积混凝土因其水泥水化热的大量积聚，易使混凝土内外形成较大的温差，而产生温差应力，因此在施工中应选用水化热较低的水泥。
①、宜选用中低热水泥，如矿渣硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等品种，以降低水泥水化所产生的热量，从而有效控制大体积混凝土的温升。
②、掺入一定比例的粉煤灰。掺加粉煤灰后，可替代部分水泥，从而降低了水泥水化热总量，降低砼了内部温度，同时还可以增加砼和易性、提高砼后期强度。
③、粗骨料宜选用5～31.5mm，并连续级配，细长和片状颗粒不多于10%；细骨料
选用细度模数3.5左右的中砂。严格控制粗细骨料的含泥量，石子控制在1%以下，砂控制在2%以下。如果骨料中含泥量大的话，会增加混凝土的纠缩，从而引起混凝土抗拉强度的降低，对混凝土抗裂不利。
④、可选用掺入具有缓凝、减水作用的外加剂，以改善混凝土的性能。加入外加剂后，可延长混凝土的凝结时间，避免水泥水化热集中释放。
⑤、凝结时间：初凝时间宜控制在6-8小时，终凝时间宜为12-13小时。初凝时间较短，会使水泥水化热较为集中释放，对混凝土温度控制不利。
⑥、有条件的话，混凝土内宜掺加防裂纤维或抗裂剂，以更好的控制内外裂缝的产生。
2、混凝土的搅拌、运输和浇筑方案：
①、混凝土搅拌：应采用搅拌站集中搅拌的方式进行。在搅拌混凝土时应严格控制砼水灰比及搅拌时间。水灰比宜不大于0.55，水用量不宜大于175kg/m3。当夏季施工时，为降低混凝土出机温度，视环境温度宜采用在搅拌用水中加入冰块、砂石料搭棚等方法来实现；当冬季施工时，为提高混凝土的出机温度和入模温度，宜采用给搅拌用水、砂、石料加温的方法来实现（但混凝土搅拌温度不得大于800C，以防止混凝土出现假凝现象）。
②、混凝土运输：混凝土拌合物的运输应采用混凝土搅拌运输车，运输车应具有防风、防晒、防雨和防寒设施。运输过程中塌落度损失过大无法难以满足浇筑要求时，应添加高效减水剂，严禁加水。当运输中出现离析或使用外加剂进行调整时，搅拌运输车应进行快速搅拌，搅拌时间应不小于120s。混凝土入模时的塌落度宜小于160mm，混凝土入模温度可控制在25℃以下、5℃以上，并不宜大于35℃。
③、混凝土浇筑方案：
a、大体积混凝土浇筑采用斜面或平面分层逐层上升（视混凝土初凝时间及浇筑面积，宜采用平面分层法，以消除斜面分层坡脚处的浆多骨料少的弊端），每层厚度不宜大于45㎝，砼连续浇筑以不出现冷缝为原则，在下层初凝前浇筑上一层。
b、在大体积混凝土浇筑过程中，要结合振捣器具的自身参数合理振捣，防止漏振及过振，并尽可能采用二次振捣工艺，以提高砼密实度和抗拉强度（混凝土二次振捣能否取得预期效果的关键是确定合理的振捣时间。如果距离初次振捣时间间隔过短，则效果不明显；如果时间间隔过长，特别是在混凝土初凝后，超出了重塑时间范围，则会破坏混凝土结构，影响混凝土质量。根据实际操作经验，混凝土的二次振捣时间应在混凝土初凝前1～4 h左右进行较佳，尤其是在混凝土初凝前1 h进行效果最理想）。
c、应采取措施防止受力钢筋、定位筋、预埋件等移位和变形，并及时清除混凝土表面的泌水（水灰比及减水剂掺量控制较好时，基本可消除秘水现象）。浇筑完成后可在混凝土表面均撒20-40mm干净石子进行抹压，以消除表面裂缝，设计无表面钢丝网片时，可建议增加钢丝网片，效果更加。
3、混凝土的保温措施：严格执行施工措施热工计算中保温层的算定结果来设置保温层，覆盖工作必须严格认真贴实，薄膜幅边之间搭接宽度不小于10cm，棉毡或棉被之间连口紧拼。
4、混凝土养护的时间和方法：
①、养护时间：
为了保证新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生的裂缝，大体积混凝土浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖和浇水。浇水时间具体要求是：普通硅酸盐水泥拌制的混凝土不宜少于14天；矿渣水泥、火山灰质水泥、复合水泥等拌制的混凝土不宜少于21天。
②、养护方法：
大体积混凝土养护方法，分降温法和保温法两种。降温法，即在混凝土浇筑成型后，用蓄水、洒水或喷水养护，并应经常检查塑料薄膜或养护剂涂层的完整情况，保持混凝土表面湿润；保温法是在混凝土成型后，使用保温材料覆盖养护。在养护过程中，应对混凝土浇筑体的里表温差和降温速率进行现场监测，当实测结果不满足温控指标的要求时，应及时调整覆盖养护措施。
③、保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与大气最大温差小于20℃时，可全部拆除。
4、大体积混凝土测温：
温度控测控宜采用电子测温仪。在混凝土浇筑前，在混凝土构件内事先埋设测温线。
①、埋设位置及数量：
a、监测点的布置范围应以所选混凝土浇筑体平面图对称轴线的半条轴线为测试区，如混凝土浇注体未非对称结构，可选择有代表性温度测试位置。
b、在每条测试轴线上，监测点位宜不少于4处（可根据混凝土构件薄厚适当增减），
并且尽量考虑冬季临风面、夏季向阳面的温降最不利测点布置。
c、测点还应设置一组每延米温降监控点（可从上表面50mm开始，每一米布设一点，连续三点或三点以上，也可从侧面50mm开始）。
d、沿混凝土浇筑体厚度方向，必须布置表面、底面和中部温度测点，若混凝土浇注体厚度较大，还宜按测点间距不大于600mm增加。
②、测温制度：
在混凝土温度上升阶段每2～4小时测一次，温度下降阶段每8小时测一次，同时应测大气温度。所有测温组均应进行编号，进行混凝土内部不同深度和表面温度的测量实测，砼内部中心平均温度与砼外部的温差值，以及砼外部与大气的温差值，温差值均应控制在25℃以内，发现温差高于25℃，立即加密测温次数与时间,并应采取增加保温的措施。温度监测至温度在48小时内温度不再发生变化时为止停止监测。测温工作应由经过培训、责任心强的专人进行。测温记录，监理方应经常对测温工作进行监测，并及时审查测量成果，作为对混凝土施工和质量的控制依据。
5、结束语：
总之，要抓好大体积混凝土的施工质量，必须严格控制原材料质量及技术要求、严格混凝土搅拌计量，规范施工运输及浇筑操作行为，并加强养护及混凝土温度监控工作，积极探索和改进混凝土施工工艺，以提高工程质量。
2010年6月28日
